Чем отличается векторная графика от пиксельной растровой
Обновлено: 06.07.2024
Художник Матеуш Retro Ян, рисующий в стиле пиксель-арт, написал для издания Retronator Magazine статью, в которой попытался ответить на вопрос, в чём разница между пикселями и вокселями, но при этом рассказал намного больше.
Ян объяснил, чем игры девяностых отличаются от современных 2D и 3D-игр в пиксельной стилистике, а также изучил разные варианты такого подхода к созданию графики.
Редакция DTF публикует перевод материала.
Предупреждение: в тексте много картинок и GIF-анимаций, поэтому он может долго прогружаться. Особенно с мобильных устройств.
Ранее в этом году мне задали такой вопрос: в чём разница между пикселями и вокселями?
Иногда бывает сложно удержаться, поэтому вместо прямого ответа я написал по этому поводу целую статью.
Вопрос вполне логичен. Общество вываливает на вас что-то вроде постера к фильму «Пиксели», и вы не понимаете, что происходит. Это вот пиксели? Или это воксели? Это птица? Самолёт? Никто вам ничего не объясняет.
Я до сих пор не могу решить, должен ли я из своей любви к старым играм посмотреть этот фильм, или наоборот НЕ смотреть его.Но не бойтесь, пока я с вами, всё будет хорошо. К моменту, как вы прочитаете этот материал, вы будете знать всё про пиксели, воксели и всё, что находится между ними. Расслабьтесь, заварите чаю.
Начнём с основ, иначе вы не сможете понять общей картины. Есть два основных способа представления компьютерной графики: векторный и растровый.
Математическая точность векторной графики (слева) против дискретной природы растровой (справа).Векторная графика описывает изображение с помощью математических формул, обычно с помощью таких вещей как прямые, кривые и различные геометрические формы.
Растровая графика представляет изображение как массив цветных точек, расположенных друг за другом по сетке.
Второе различие — способ представления компьютерной графики в двумерном и трёхмерном пространстве. Если разделить их, а заодно векторную и растровую графику, то мы получим такую таблицу:
В двумерной векторной графике каждая точка на линии или фигуре описывается вектором с двумя составляющими (x и y). В общем, именно поэтому двумерная графика так и называется.
Именно так двухмерная векторная графика строит изображение с помощью двухмерных векторов.А вот пример низкополигонального двухмерного векторного изображения.
Оно построено исключительно из двумерных полигонов (в данном случае — треугольников). Изображение называется низкополигональным из-за сравнительно небольшого числа составных элементов. Именно поэтому треугольники легко заметны.
Добавим ещё одно измерение. В трёхмерной векторной графике всё работает так же, но добавляется ещё одна компонента — z. Три компоненты — три измерения.
Концепт игры Racetrack для iOS, Автор: Тимоти РейнольдсРазница между двумерным изображением Улуру и трёхмерной моделью гоночного трека в том, что на трек мы можем посмотреть под любым углом.
Чтобы отобразить трек на вашем экране (то есть на двумерной поверхности), мы выбрали несколько углов и отобразили трёхмерную геометрию на плоском изображении.
Так и получается двумерное изображение.
Но есть одна хитрость, позволяющая показать трёхмерную геометрию в 2D. Просто измените угол угол обзора или повращайте объект.
Да, действительно, перед нами трёхмерный объект. И даже очки не нужны!
Так, немного разогрелись. Теперь разберёмся с тем, как растровая графика работает в 3D и 2D.
Растровое двумерное изображение представляется массивом с определённым количеством столбцов и строк.
Каждая клетка в таком массиве называется пикселем (от слов picture element — pixel). Помимо его координат в массиве пиксель определяется цветом.
Мы уже узнали, что низкополигональное векторное изображение состоит из заметных полигонов. Если мы сделаем то же самое с растровой графикой и заметными пикселями, то получим пиксель-арт.
На двумерной пиксельной сетке можно изобразить трёхмерные объекты вроде автомобиля Lotus Esprit или X-Wing из «Звездных войн», но для изображения они не трёхмерны. Их нельзя покрутить и рассмотреть с разных сторон, как гоночный трек или машинку. Точно так же мы не можем вертеть рисунок Улуру — изображение состоит из полигонов, но они располагаются не в трёхмерном пространстве, а в двумерном.
Итак, мы поговорили о двумерной и трехмерной векторной графике и 2D-растровой графике. Не хватает только 3D-растровой графики.
В трёхмерной растровой графике всё пространство разделено на колонки и строчки по всем трём направлениям (высота, ширина и глубина). В результате трёхмерное пространство становится набором разноцветных кубов-вокселей (volume element — voxel, элемент объёма). Каждый воксель определяется цветом и расположением.
Мы уже знаем, как выглядит пиксель-арт. Воксель-арт выглядит похожим образом.
Похоже на LEGO, не правда ли?
Так как теперь мы смотрим на трёхмерное изображение, сцену можно рассмотреть с разных сторон. Вот так выглядит воксельный Татуин под другим углом:
Можно даже делать анимации. Вот это, например, анимированный воксельный персонаж от Sir Carma:
Сравните его с двумерным пиксельным персонажем:
То есть в воксельном изображении анимация изменяет цвет (или расположение) определённых маленьких кубов, а в пиксельном — меняется цвет квадратов-пикселей.
Теперь вам известна разница между пикселями и вокселями (и много чего ещё… прошу прощения).
Но давайте пойдём ещё дальше. Не время останавливаться. Я рассказал это всё потому, что на современных мониторах любая графика в конечном итоге отображается на двумерной растровой сетке.
Для нас это интересно потому, что люди, увлекающиеся пиксель-артом, создают его с помощью всех возможных видов графики.
«Я что, могу превращать воксели и трёхмерные модели в пиксель-арт?» — спросите вы. Именно так. С помощью особых техник рендеринга и шейдинга можно создавать совершенно уникальный пиксель-арт.
Схема наверху отображает не совсем полную картину. Двумерное векторное изображение можно отображать и сразу, без преобразований. Но всё не так просто.
Двумерное векторное изображение может отображаться напрямую только на векторном мониторе. Они, например, использовались на некоторых аркадных автоматах Atari.
Вот как оно бы выглядело на осциллографе.
Похожим образом иногда отображается трёхмерное векторное изображение.
Как я уже говорил, сначала трёхмерное изображение нужно отобразить на плоскости. Так получается двумерное векторное изображение, которое можно вывести на векторный монитор.
Настоятельно рекомендую глянуть трейлер аркадной игры VEC9:
В наши дни вы вряд ли найдёте векторный монитор где-нибудь за пределами музея. Люди используют мониторы, на которых отрисовываются… пиксели!
Современные ЖК-дисплеи окрашивают каждый отдельный пиксель в определённый цвет, включая или выключая маленькие красные, зелёные и синие жидкие кристаллы на каждую клетку. Если что, в старых ЭЛТ-мониторах работал похожий механизм: на каждый пиксель три разноцветных трубки зажигались под воздействием луча электронов.
Итак, что же мы делаем, если нам надо отобразить векторное изображение на растровом мониторе? Для этого используется техника растрирования. Каждый полигон (чаще всего треугольник) отображается на массив пикселей.
Трёхмерная графика прорисовывается на плоском мониторе так: сначала трёхмерные треугольники отображаются на плоскость и становятся двумерными полигонами, а затем полигоны растрируются и становятся набором пикселей.
Но что насчёт вокселей? Сегодня они чаще всего представляются как трёхмерные векторные кубы. Мы создаём трёхмерную модель с треугольниками по каждой стороне воксельного куба.
Так же, как и в прошлый раз, трёхмерные треугольники затем отображаются на плоское пространство, после чего растрируются в двумерное изображение.
Сегодня практически весь воксельный арт создаётся таким образом, чаще всего с помощью бесплатной программы MagicaVoxel.
Есть ещё один подход. Каждый воксель можно представить как точку в трёхмерном пространстве, то есть как кусочек объёма. Можно отрисовать воксель на плоском пространстве, если расположить пиксель в том же месте. Или наоборот: взять пиксель с экрана и отыскать в пространстве воксель, находящийся на том же месте.
Обратный подход называется ray casting («бросание лучей»). Луч направляется прямо в трёхмерное пространство, и летит, пока не наткнётся на воксель. На практике в пространство «бросается» столько лучей, сколько надо, чтобы покрыть все необходимые точки.
Впервые эта техника была использована в игре Wolfenstein 3D. В ней комнаты целиком состояли из вокселей. Рендеринг работал довольно быстро, потому что один луч отображал целую колонку пикселей на экране. Результат, по сути, получался двумерным, поэтому такую 3D-графику иногда называют 2.5D (потому что третье измерение вроде как не настоящее).
Сейчас Wolfenstein обычно не называют воксельной игрой, но именно она дала толчок к развитию воксельных движков девяностых.
Поначалу воксели использовались только для создания локаций. Из-за нехватки ресурсов разработчики не могли хранить информацию о каждой клетке пространства, но могли записывать высоту расположения вокселей на плоской карте (также известной как карта высот).
Карта высот (слева) показывает насколько высоко поднимаются колонки вокселей (чёрный – низкие колонки, белый - высокие).Так как вся информация о вокселях могла содержаться только в картах высот, то игры не могли создавать нависающие над игроком скалы. Но, господи, насколько же детализированными получались локации!
Ray casting был не единственной технологией воксельного рендеринга в девяностых. Существовали и другие. Каждая с собственными сильными сторонами: разрушаемое окружение, поддержка обработки моделей машин и персонажей и так далее. Это было что-то невероятное! Но, что иронично, именно такое разнообразие в итоге и привело к закату технологии.
В 2000 году началась эпоха графических карт или графических процессоров. Специальные встроенные в компьютер устройства, которые сейчас называются GPU, отлично справлялись с обработкой 3D-полигонов. Они делали это очень быстро, но больше ничего не умели. К несчастью, различные алгоритмы рендеринга вокселей (включая ray casting) остались за бортом.
Воксельные движки переехали на центральный процессор, но и у него хватало собственных проблем. Процессор думал о таких важных вещах, как физика, геймплей и игровой ИИ. Графические карты создавались для того, чтобы «переселить» рендеринг на отдельную микросхему. В результате рендеринг значительно ускорился, а у процессора освободились ресурсы на выполнение других задач. Воксельные движки не смогли угнаться за полигональной графикой. Так они и умерли.
С тех пор прошло 10 лет, и вдруг воксели вернулись. Помощь пришла с неожиданной стороны. Появилась игра, которая нашла к вокселям совершенно новый подход. Воксель – это куб, верно? И теперь эти кубы уже могли спокойно обрабатываться видеокартой. А дальше вы и сами всё знаете.
Давайте вспомним всё, о чём я рассказал, и попытаемся ответить на вопрос, с которого всё началось. Что же такое пиксели и что такое воксели?
Пиксель — мельчайший элемент двумерного пространства, разделённого дискретно на множество равных частей.
Каждый пиксель определяется вектором с двумя целыми числами X и Y. Именно поэтому пиксельное пространство дискретно, в то время как в векторной графике координаты определяются вещественными числами.
Соответственно, воксель — мельчайший элемент трёхмерного дискретного пространства, где все элементы имеют одинаковый размер.
Ну что, на этом всё? А вот и нет!
Как видите, определение довольно общее, а потому пиксели и воксели могут быть очень разными. Давайте попробуем соединить все четыре элемента таблицы вместе: растровое/векторное, а также 2D/3D.
В прежние времена для отображения 2D-спрайта на экране приходилось напрямую копировать биты из памяти, в которой хранились цвета спрайта, в память, хранящую данные об отображенных на экране цветах. Эта технология называется bit blit или bit BLT - bit block transfer (перенос блоков битов). Сейчас почти никто не рендерит двухмерную графику именно так.
Виртуальная консоль PICO-8 — один из немногих современных движков, работающих на блиттинге, но в прошлом двумерная графика не могла отображаться иначе.
PICO-8, Lexallofle Games (а также авторы показанных игр)Сейчас большинство графических движков работает с векторами, потому что видеокарты заточены именно под них. В таких условиях, чтобы отобразить изображение на плоском экране, его нужно нанести на полигон с помощью карты текстур.
Текстуры — двумерные растровые изображения, размещённые на трёхмерном полигоне.
Если не вдаваться в подробности, то именно так и работает трёхмерная графика.
Вот, например, как выглядит высокополигональная 3D-модель без текстуры и с текстурой высокого разрешения:
Благодаря шейдингу и картам текстур нам даже не нужно слишком много полигонов, чтобы получить приятно выглядящего персонажа.
Вот низкополигональная трёхмерная модель с качественной текстурой:
А если взять текстуру с низким разрешением, то получится приятная на вид низкополигональная модель с текстурами в стиле пиксель-арт:
Снова можно вспомнить Minecraft. Её блоки — воксели по определению (мельчайшие дискретные элементы игры), и по сторонам они покрыты пиксельными текстурами. Однако, обратите внимание, что не все блоки в игре — простые кубы.
Mirror’s Edge (слева-сверху), Max Payne (слева-снизу) и Minecraft (справа-снизу)А теперь разберёмся с 2D. Если натянуть текстуру на плоский прямоугольник, мы получим современную 2D-графику. На современном железе каждое 2D-изображение (чаще всего в данном контексте мы называем его спрайтом) отображается на прямоугольнике, состоящем из двух треугольников. Два треугольника (их пара называется квадом) рендерятся с натянутым на них спрайтом. И так изображение оказывается на своём месте.
С изображениями высокого разрешения всё понятно.
Но вот с текстурами в стиле пиксель-арта всё становится немного сложнее. Всё зависит от разрешения экрана, на котором отображаются спрайты.
Braid (слева-сверху), Path to the Sky (справа-сверху), Kingdom (снизу-справа)Мы уже знаем, что пиксельные текстуры без проблем наносятся на трёхмерные низкополигональные модели даже на экранах с большим разрешением. Снова подумайте о Minecraft. Ведь низкополигональные кубы всё равно рендерятся на дисплеях с разрешением 1920×1080.
То же самое можно сделать и с полигонами на плоскости. Возможно взять пиксель-арт, нацепить его на 2D-квад и отреднерить результат на мониторе с высоким разрешением. Тогда каждый пиксель на исходном изображении окрасит несколько пикселей на дисплее в определённый цвет.
Это называется пиксель-артом с большими пикселями. Каждый пиксель на спрайте увеличивается в размерах и становится большим квадратом на изображении.
Каждый пиксель на спрайте занимает квадрат в 3 на 3 пикселя на экране.Если спрайт вдруг наклоняется или поворачивается, то сразу становится заметно, что квадраты на экране состоят из нескольких пикселей:
Посмотрите на листву на этом изображении и сравните с вращающимся спрайтом при низком разрешении:
Обратите внимание, что пиксели на колесе остаются на одной линии и горизонтально, и вертикально, а на гифке из Path to the Sky большие пиксели на листве, птице и мосту заметно искажаются при движении.
Чтобы достичь этого, Kingdom полностью рендерится при низком разрешении и растягивает пиксели только на итоговом изображении. В то же время Path to the Sky, Hotline Miami и Moonman рендерят спрайты на монитор напрямую.
Kingdom — двумерная игра, но такой же подход можно применить и в трёх измерениях.
Если нацепить пиксель-арт текстуры на трёхмерные модели и отрендерить их при низком разрешении, получится что-то такое:
Техническое демо Pixel Art Academy, Matej ‘Retro’ JanС тенями всё нормально. Хотя на первый взгляд кажется, что перед вами пиксель-арт, на самом деле это полноценная 3D-сцена в низком разрешении с пиксельными текстурами.
Техническое демо Pixel Art Academy (под другим углом)Анимации, основанные на векторах (со скелетным ригом), могут использовать пиксельный стиль себе на пользу:
И если запустить рендер на низком разрешении, то анимация ещё сильнее начнёт напоминать пиксель-арт, почти как в случае с Kingdom.
Может быть, эта анимация и не кажется слишком качественной, но у неё есть свой стиль. Почти как в старых добрых играх девяностых.
А теперь снова поговорим о высоком разрешении. Существует игра, которая по полной использует свою трёхмерную природу, сохраняя двухмерный стиль. Это The Last Night от студии Odd Tales.
Их модели нарисованы в 2D, но наложены на трёхмерный мир со всеми современными графическими эффектами: динамическим освещением, bloom, depth of field, кинематографичными ракурсами камеры, отражениями и так далее.
Таким образом, разработчики создали трёхмерный мир, на который можно посмотреть с разных углов.
А вот ещё один пример качественного динамического 3D-освещения. Невероятно атмосферная игра с печальной судьбой — Confederate Express:
Все модели отрисованы в 2D, но каждый объект хранит данные по шейдингу для света, идущего с любого угла. Свет обрабатывается модулем Sprite Lamp, и благодаря ему кажется, что лучи попадают на трёхмерные объекты.
Проблема в том, что с таким подходом мы получаем только шейдинг для спрайтов, но тени всё равно не отобразятся корректно без трёхмерной геометрии объекта. А что может дать нам трёхмерную геометрию? Правильно. Воксели!
Отличным примером такого подхода является недавно анонсированная игра Pathway:
Кажется, словно графика состоит исключительно из плоских спрайтов, но на самом деле модельки в игре полностью объёмные. Разработчики девяностых пытались сделать свою графику максимально реалистичной и современной. Но разработчики из студии Robotality не собираются заходить так далеко, им достаточно, чтобы воксель на экране соответствовал размеру пикселя на мониторе. В результате графика выглядит как очень приятный для глаза пиксель-арт, но у движка есть вся необходимая ему 3D-информация.
В подходе к отображению вокселей в стиле пиксель-арта нет ничего инновационного. Впервые такая технология была использована в игре FEZ. Авторы называли кубики, из которых состояла игра, трикселями (3D-пикселями). Триксель — это куб со сторонами в 16 вокселей.
В каждый отдельный момент времени игрок видит FEZ только с одного угла, и поэтому ему кажется, что он видит мир в 2D. Именно поэтому FEZ выглядит как пиксель-арт, но мир всё равно может вращаться.
Периодически мы слышим о том, что графика бывает векторной и растровой. Но не каждый сможет объяснить разницу между этими двумя понятиями. Возможно для человека, который работает с текстовыми редакторами и электронными таблицами, она и не важна, но если мы говорим о дизайне и графике, понимание различных способов построения изображений необходимо.
Создайте свой логотип онлайн. Более 50 тысяч брендов по всему миру уже используют логотипы от Турболого.
Растровая графика
Чтоб понять принцип построения растрового изображения, представьте себе лист масштабно-координатной бумаги (миллиметровки), каждая клеточка которого закрашена каким-то цветом. Такую клеточку называют пикселем.
Качество изображения называют разрешением. Его определяют количеством пикселей, которые как раз и формирует рисунок. Чем больше пикселей размещено на единице площади, тем выше разрешение, а следовательно выше и качество изображения. Например рисунок с разрешением 1280×1024 состоит из 1280 px по вертикали и 1024 px по горизонтали. Следует отметить, что в данном случае речь идёт о физическом размере изображения, а не о единице площади (дюйме, сантиметре и т.п.).
Основным недостатком растровых изображений является заметное ухудшение качества при масштабировании (имеется ввиду увеличение размера изображения). Дело в том, что увеличивая (уменьшая) размер изображения, Вы увеличиваете (уменьшаете) размер каждого пикселя, что, при значительном масштабировании, позволяет их визуально определить.
Кроме того, наиболее часто к недостаткам растра относят: отсутствие возможности поворота рисунка на угол, отличный от 90* без заметного искажения самого рисунка, а также размер файла, который напрямую связан с качеством изображения.
Достоинства растровых картинок также бесспорны. В первую очередь это фотографическое качество получаемого изображения, способное передать всю гамму цветов и их оттенков.
Наиболее распространеным программным обеспечением для работы с растровыми изображениями является Adobe Photoshop.
Векторная графика
Построение векторного изображения основано на так называемых опорных точках, которые соединены между собой кривыми, определяемыми соответствующими математическими алгоритмами. Работая с векторным изображением, пользователь задаёт его опорные точки и характер векторных кривых между ними.
К преимуществам векторных изображений чаще всего относят простоту редактирования как рисунка в целом, так и его отдельных элементов, возможность как корректировки, так и значительного изменения размера изображения без потери качества (включая поворот на заданный пользователем угол) и изменения размера файла, а также небольшой размер файла.
Векторные изображения могут быть легко преобразованы в растровый формат любого разрешения.
Создание полноцветных векторных рисунков фотографического качества достаточно трудоемко и технически сложно, что существенно ограничивает возможности работы с целым рядом категорий изображений и является её основным недостатком.
Наиболее популярным программным обеспечением для работы с векторной графикой являются CorelDraw и Adobe Illustrator.
Плюсы и минусы
Растровые изображения
Плюсы: четко и максимально правдоподобно отображает оттенки цветов, их перетекание из одного в другой, а также тени.
Минусы: При увеличении заметно теряет в четкости и выглядит не качественно.
Применение: Применяются, как правило, при работе с фотографиями и другими изображениями с насыщенной цветовой гаммой и плавными переходами цвета. Активно применялась при дизайне сайтов, иконок приложений. Правда сейчас, когда flat и material дизайн стали так популярны, дизайнеры все чаще использую векторные программы для своих творений.
Векторные изображения
Плюсы: масштабирование без потери четкости изображения. Малый размер изображений.
Минусы: очень сложно передать плавные переходы цвета и добиться фотографического качества
Применение: Применяется при создании логотипов компаний, визиток, буклетов и иной печатной продукции. Также редакторы векторной графики незаменимы при создании новых, оригинальных шрифтов. Но и это еще не все. В редакторах векторной графики можно создавать прекрасные иллюстрации.
Чаще всего, дизайнеры совмещают эти типы графики, чтобы добиться максимального эффекта. Иногда лучше использовать растр, иногда — вектор. Надеемся, эта статья помогла вам немного лучше понять в чем разница между этими двумя типами изображений. Спасибо за внимание.
Миллионы картинок, фото окружают нас повсюду. Ни один сайт, журнал, рекламный блок не обходится без графических элементов. С помощью визуального контента легче выразить свои идеи, передать информацию пользователю. В зависимости от сферы и цели использования изображения, выбирают растровые либо векторные изображения. В каких случаях применяют данные типы графики и в чем их отличие?
Плюсы и минусы растровой графики
Основное отличие между растровой и векторной графикой заключается в том, что растровая графика представляет изображения в виде пикселов, а векторная графика – с помощью геометрических фигур. Любое растровое изображение, фото, текст состоит из миллионов точек, квадратов (пикселов) определенного цвета, прозрачности, яркости. При формировании картинки цветные точки объединяются. Если взять любую фотографию и увеличить, то можно увидеть эти пикселы. Растровая картинка размером 1200 х 800 px означает, что по горизонтали она составляет 1200 точек, а по вертикали – 800 точек. Все изображение займет 960 000 точек или 1 мегапиксель.
Растровая графика имеет высокое качество, передает мельчайшие детали. За счет точечной структуры создается плавный переход цветов из одного оттенка в другой. Большим минусом точечного изображения является то, что при масштабировании эти свойства теряются. Когда мы меняем размер растрового изображения, мы сжимаем или растягиваем сами пиксели, что может привести к значительной потере четкости и получению очень размытых изображений. Между пикселами имеется расстояние. При увеличении масштаба, расстояние между ними заполняется выбранным машиной цветом. Отсюда возникает зернистость картинки. Предположим, что рядом находятся синий и красный пиксели. Если удвоить разрешение, то будет добавляться два пиксела между ними. Какого цвета будут эти пикселы? Компьютер добавит то, что посчитает правильным (процесс интерполяции). При сжатии растровой картинки она станет расплывчатой и нечеткой. При изменении размера края станут неровными.
Разрешение снимка (количество точек на единицу площади) будет влиять на качество, четкость передачи картинки. Оно измеряется в Dpi (точки на дюйм), ppi (пиксели на дюйм) или lpi (количество линий на дюйм). Например, фото в 300 dpi обозначает количество в 300 цветных точек в одном дюйме квадратном (2,54 см).
Как это можно использовать при выборе необходимого размера картинки, чтобы не терялось качество?
Допустим, картинка имеет разрешение 300 dpi. Необходимо разместить ее на бумаге размером 20 x 20 см. При переводе в дюймы получим 7,8 x 7,8. Для вычисления нужного размера 7,8 умножаем на 300, получаем 2362 x 2362 пикселей. Это и будет изображение с размерами, при которых качество не потеряется.
Изображения с высоким разрешением имеют большой вес и занимают много места на носителе. Растровый файл хранит информацию о каждом пикселе. При размещении растровых картинок на сайт, придется долго ждать по ка они загрузятся. Для облегчения процесса используют сжатие картинок, но из-за этого может теряться качество.
Известные растровые форматы: GIF, BMP, WBMP, PCX, PCD, PSD, FLM, IFF, PXR, PNG, SCT/PICT, PCT, RAW, TIF/TIFF, BMP, JPEG, TGA, FPX, GIF, PhotoCD, MNG, ICO, FLA/SWF.
Растровые изображения применяют для построения макета сайта, создания фотореалистичной графики с насыщенной цветовой гаммой и множеством деталей, обработки фотографий, создание коллажей.
Преимущества и недостатки векторной графики
Векторная графика сильно отличается от растровой. Она не состоит из пикселов. Для создания картинки используются вычисления, координаты. При помощи опорных точек и кривых Бизье создаются геометрические фигуры. Векторное изображение, это, по сути, набор геометрических фигур, соединенных между собой.
При увеличении картинки компьютер знает каким цветом заполнить расстояние между точками, в отличие от растрового изображения.
Минусом векторной графики является отсутствие возможности применения сложных цветовых схем, теней, градиентов, не получится создать фотореалистичные изображения. Возникают трудности с редактированием и просмотром векторных изображений в «не родных» программах и приложениях.
Плюсом векторной графики называют то, что вес векторных изображений в разы меньше, а масштабировать их можно до бесконечности, не теряя качества. К тому же векторные файлы легче редактировать, чем растровые.
Важно! Векторные изображения с легкостью можно конвертировать в растровые, но не наоборот.
Этот вид графики используется для создания логотипов, визиток, иконок, шрифтов, рекламных баннеров, билбордов, технических чертежей, вышивок, карт.
Распространенными программами для работы с векторной графикой являются Adobe Illustrator, Corel Draw. Форматы векторных изображений: PDF, AI, SVG, EPS, CDR. Формат SVG стал широко использоваться в веб дизайне, его стали поддерживать многие современные браузеры.
Дизайнеры в работе часто смешивают векторную и растровую графику. Такой гибридный вариант помогает найти оптимальное решение при создании изображений.
В ажно! Большинство устройств вывода, включая точечные матричные принтеры, лазерные принтеры и мониторы отображения, являются растровыми устройствами (исключение составляют широкоформатные принтеры). Это означает, что все объекты, даже векторная графика, должны быть переведены в битовые карты (или растеризованы) до вывода.
В итоговой таблице сравнения представлены все плюсы и минусы растровой и векторной графики.
Есть два вида картинок: в одной миллионы цветов и полный фотореализм; вторую можно увеличивать и уменьшать до бесконечности без потери качества. Вот как это всё работает.
👉 Как и большинство статей в журнале «Код», эта статья для начинающих. Юные Артемии, вам не сюда. Лучше порешайте наши задачки в паблике.
Растровая графика
Растр — это множество мелких точек, из которых может состоять изображение. В случае с компьютером растр — это пиксели, из которых состоит фотография.
Например, когда вы фотографируете на смартфон или цифровой фотоаппарат, вы получаете растровое изображение, которое состоит из множества отдельных точек. Если смотреть на экране телефона или компьютера, они не видны, но если сильно увеличить, то эти точки станут заметны.
Чем сильнее увеличим фотографию, тем больше видны пиксели
👉 У растровой графики есть два главных параметра: размер изображения и глубина цвета.
Размер изображения — это количество пикселей по горизонтали и вертикали. Чем больше размер, тем сильнее можно увеличивать картинку без потери качества. Например, возьмём одну и ту же фотографию, но у одной будет размер 100 на 200 пикселей, а у другой — 1000 на 2000 пикселей:
В одном и том же масштабе вторая картинка смотрится гораздо лучше, потому что в ней больше пикселей, которые передают больше деталей
Общее правило такое: чем больше пикселей на фотографии, тем больше мелких деталей можно на ней разглядеть. Именно поэтому производители камер и смартфонов постоянно увеличивают количество пикселей у себя в устройствах.
Глубина цвета. Представьте, что ваша камера в телефоне может различать только 16 цветов. В этом случае фотографии получались бы такими:
В целом понятно, что тут изображено, но выглядит странно
Это и есть глубина цвета — сколько разных оттенков присутствует на изображении. В нашем примере 16 цветов — это 4 бита, потому что 2 в 4 степени = 16. Сравните, как выглядит та же фотография с глубиной цвета 16 и 8 бит:
Чем больше глубина цвета, тем плавнее цветовые переходы на фото
Главное применение растровой графики — фотографии и изображения с большой глубиной цвета и множеством деталей. Фотографии — это растр. Рисунки от руки — чаще всего растр. Если на изображении природа, люди, водичка или что угодно со множеством деталей, скорее всего, такое изображение будет растровым.
Компьютеры классно справляются с растровыми изображениями, потому что растр довольно прост в обработке. Компьютер ставит подряд нужное количество пикселей и красит их в нужные цвета. Операция простая, математика минимальная, просто нужно повторить её много раз. Компьютеры в этом сильны.
Векторная графика
В отличие от растровой графики, векторная состоит не из пикселей, а из математических формул. В такой графике каждое изображение нарисовано с помощью отдельных элементов:
- точек,
- эллипсов,
- прямоугольников,
- многоугольников,
- кривых любой сложности.
Чтобы это нарисовать, у каждого элемента есть свои параметры, например:
- координаты,
- цвет,
- размер,
- толщина линии,
- толщина контура,
- цвет контура,
- прозрачность,
- радиус кривизны и так далее.
Если компьютеру нужно нарисовать звёздное небо, мы можем дать ему такие команды:
- Создай пустой рисунок.
- Залей его градиентом сверху вниз от тёмно-синего к синему.
- Поставь точку по координатам 10,8.
- Поставь точку по координатам 14,9.
- Поставь точку по координатам 19,31.
- … добавляем ещё 113 звёзд.
В итоге получим такой рисунок:
Так как мы не привязаны к размеру изображения, то по этим формулам компьютер может нам отрисовать звёздное небо любого размера — от обоев на телефон до рекламного билборда 4 на 6 метров. При этом при увеличении потери качества не происходит — компьютер просто получает от нас финальный размер изображения и рисует всё в нужных пропорциях.
👉 Сила векторной графики — в возможности бесконечно увеличивать и уменьшать размер изображения без потери качества. При изменении размера компьютер сразу пересчитывает все формулы и отрисовывает картинку заново. Поэтому при увеличении векторной графики не появляются пиксели и размытие, даже если нам нужно увеличить одну звезду в 100 раз:
Минус векторной графики в том, что в ней очень сложно создать фотореалистичное изображение. Дело в том, что каждая деталь, каждый новый цвет и каждый цветовой переход — это новая формула. Чтобы построить фотореалистичную картинку, нужно очень много формул, которые будут сложно обсчитываться, и всё равно по деталям можно понять, что перед нами не фотография:
Каждый элемент на этой картинке задаётся своей формулой. Здесь много деталей, но всё равно видно, что это не фотография, а векторная иллюстрация То же самое изображение в кривых
Векторная графика чаще всего применяется там, где не нужна фотореалистичность — иконки, пиктограммы, рекламные материалы. Главная задача такого изображения — чтобы его можно было увеличить или уменьшить как угодно без потери качества.
Что дальше
Будем осваивать векторную графику в CSS. Заодно потренируемся наводить красоту на страницах и попрактикуемся в коде.
Читайте также: